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    鋯英粉和硅酸鋯
    來源:    發布時間: 2017-05-25 10:29   19542 次瀏覽   大小:  16px  14px  12px
    為什么硅酸鋯在陶瓷中不可替代?您知道您用的增白劑的成分嗎?一、鋯英砂我們來談談鋯英砂(鋯英石),它是最重要的含鋯礦物,在鋯礦物中分布最廣、儲量最大、類型最多,是一種以鋯的硅酸鹽為主要組成的礦物。鋯英砂是制取鋯、鉿及多種鋯制品的主要原料,具有熔點高、熱導率低、線膨脹系數小等特點,廣泛用于陶瓷、冶金、鑄造和耐火材料等行業。其化學構成:鋯英砂理論組成:ZrO2:67.1%,SiO2:32.9%。有時含MnO、CaO、MgO、Fe2O3、Al2O3等混入物。顏色多樣,有紫紅、黃褐、淡黃、淡紅、綠、灰、無色等金剛光澤,硬度:(莫氏)硬度7.5~8,比重:4.4~4.8,熔點:2340~2550℃,線性熱膨脹系數:5.0×10-6m/℃(200~1000℃)且耐熱震動,穩定性良好。習慣上人們通常按鋯英砂中的ZrO2(有用成分)的含量將鋯英砂分為66度、65度、63度、60度,鋯英砂一般為80-120目;行業上將細度在325目(40微米左右)的鋯英砂稱為鋯英粉,細度超過2000目的則稱為硅酸鋯,世界范圍的分布狀況:鋯英砂在各種火成巖中作為副礦物產出,在堿性巖和堿性偉晶巖中可富集成礦;鋯石也常富集于砂礦中。從資源地域分布上來看,其主要掌握在澳大利亞(44.6%)、南非(25%)、烏克蘭、印度和巴西的手中,五個國家占據了全球86%的鋯礦資源,資源壟斷十分明顯。中國鋯礦儲量占世界鋯礦資源儲量不足1%。隨著勘探工作的進一步深入,莫桑比克、印度尼西亞、馬達加斯加、印度和越南的鋯礦產量呈增長態勢,為全球鋯礦供給作出邊際貢獻。從公司層面來看,全球鋯礦供給主要由澳大利亞的ILUKA、Rio Tinto和南非的Exxaro所控制。 

    鋯英砂價格:

    年份

    ILUKA(年平均含稅價)

    2010

    7000

    2011

    15000

    2012

    14000

    2013

    9000

    2014

    8000

    2015

    8000

    2016

    7450

    2017

    ??????

    鋯英砂是生產鋯制品的最初原料,可用于生產硅酸鋯和氧氯化鋯,而氧氯化鋯是生產碳酸鋯、硫酸鋯、二氧化鋯、復合氧化鋯、金屬鋯等鋯制品的主要原料,復合氧化鋯則是生產氧化鋯結構陶瓷的主要原材料。其上下游關系圖如下:

     

    鋯英砂工業用途如下:

     

     

    序號

    工業用途

    占比

    1

    陶瓷業

    56.11%

    2

    氧化鋯業和鋯化工業

    17.78%

    3

    耐火材料業

    10.56%

    4

    鑄造業

    8.89%

    5

    電視玻璃

    3.89%

    6

    其他行業

    2.78%

     

    二、硅酸鋯

    硅酸鋯是由鋯英砂經過濕法球磨工藝和干法工藝得到超細的粉末。主要在陶瓷坯體中當增白劑和乳濁劑使用,在我們所用的乳濁劑,例如ZrO2、ZrSiO4、SeO2、TiO2、ZnO等,ZrSiO4是唯一的天然結晶狀態,其他的則都是經化學反應的化工產品。鋯在地殼中的豐富值為0.2%,儲量比較豐富,而且天然礦物大都以鋯英砂的形式而存在,到目前為止的研究尚無天然結晶的礦物被應用于乳濁劑,這當然是由自身結構方面的原因。因此,硅酸鋯在陶瓷坯釉料主要有如下作用:①乳濁(避光)、增白,②加強坯體強度,③增強抗水解性,④增強硬度和耐磨度. ZrSiO4在陶瓷坯釉中作用的不可替代性的結論,直到今天的實踐證明,找到硅酸鋯的替代品仍是一項非常艱難的工作。硅酸鋯市場有很多種,您買得硅酸鋯屬于什么含量的。以66含量為基準,以ATO濕法高級砂球磨的硅酸鋯為標準,其成分為:SiO2<32%,Al2O3<1%,ZrO2>65.3%,Fe2O3<0.1%,TiO2<0.1%,雜質含量總和不超過1%.如何能得到硅酸鋯的全分析呢,什么分析方法能得到硅酸鋯真實含量,我們對比了目前硅酸鋯的化學分析方法,化學分析方法測定鋯(鉿)合量和XRF測鋯(鉿)合量的差別

     

    化學分析鋯(鉿)

    X熒光分析法測定鋯(鉿)

    理論依據

    GB/T 4984-2007

    a)苦杏仁酸重量法

    bEDTA絡合滴定法

    X熒光分析,根據鋯(鉿)原子核外層電子對X射線反射、折射和散射產生的特征譜線,與標準物質曲線強度對比

    測定操作過程

    樣品預處理:過程完全一致,包括

    破碎、粉磨、烘干、灼燒

    樣品預處理:過程完全一致,包括

    破碎、粉磨、烘干、灼燒

    熔樣:a) 硫酸+氫氟酸熔樣法

          b)硼酸+碳酸鈉混合熔樣法

    熔樣:硼酸鋰熔樣法,制成硼酸鹽玻璃片

    溶解分離洗滌:a,b兩種方法有著復雜的溶解、分離、洗滌和沉淀過程

    溶解分離洗滌: 無

    分析測定過程:

    a)        需要將洗滌好的沉淀物在高溫爐中灼燒稱重

    b)       需要精確絡合滴定,并要減去雜質干擾

    分析測定過程:

    放入熒光分析儀,開啟程序測定7~8分鐘結果自動顯示(所有結果)

    優點缺點

    優點:國標方法;

    缺點:檢測時間長、影響因素多,結果波動大,對分析檢測人員的責任心和技術水平要求高

    優點:制樣時間短,檢測速度快,檢測結果穩定 。

    缺點 :對標準物質依賴,儀器價格較為昂貴

     

    其SiO2和Al2O3的含量可以看出硅酸鋯的的球磨工藝,具體想知道更多細節,可以關注淄博博泰斯特技術服務有限公司微信公眾號。 ZrO2,Fe2O3,TiO2的含量可以看出生產硅酸鋯所球磨用的鋯英砂的品質,具體想知道更多細節,可整體全分析可以看出您買的硅酸鋯有沒有摻假? 那么大家所謂的增白劑又是什么呢?請關注淄博博泰斯特技術服務有限公司微信公眾號。
     
    三、鋯英粉
    通常鋯英粉指的是鋯英砂經過一定工藝磨成325目,用于陶瓷熔塊和耐火材料行業中,其陶瓷熔塊主要用在鋯白熔塊和噴墨熔塊中,而在鋯白熔塊和噴墨熔塊中其機理有所不同,大家所用鋯英粉的差異也很大。鋯白熔塊除了要求鋯含量足夠,對鐵、鈦、鋁含量都有要求,鐵鈦含量偏高,釉面容易發黃,鋁含量偏高,釉面乳濁度容易變差,而噴墨熔塊對鐵鈦含量要求偏低,主要用于其有助于發色,所以市場上出現了很多品位的鋯英粉,其中目前山東地區對鋯的檢測主要是依靠EDTA絡合滴定法,對鋯含量沒有進行每批檢測,造成產品批次質量相當的不穩定。

    市場上用量比較大鋯英砂經過化學分析對比表

     

    MB高級

    MB標準

    南非

    印尼

    莫桑比克

    越南

    海南

    ZrO2(%)

    65.95

    65.71

     

    66.54

     

     

    66.51

    SiO2(%)

    33.37

    33.41

     

    33.10

     

     

    32.47

    Al2O3(%)

    0.52

    0.63

     

    0.23

     

     

    0.06

    Fe2O3(%)

    0.03

    0.05

     

    0.03

     

     

    0.21

    K2O(%)

    0.05

    0.05

     

    0.05

     

     

    0.02

    TiO2(%)

    0.05

    0.12

     

    0.01

     

     

    0.28

    PbO(%)

    0.02

    0.02

     

    0.03

     

     

    0.03

    燒失(900

    0.05~0.3

    0.05~0.3

     

    0.05~0.3

     

     

    0.05~0.9

     

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